CMT架构下线程行为互补性的研究

发布时间：2020-12-11 15:38

　　片上多线程(Chip Multithreading,CMT)体系结构中,多个线程通过共享并竞争处理器上的多种硬件资源来提高资源利用率及性能,片上资源分配问题因此成为CMT的核心问题。前人从不同的角度对多线程体系结构进行了卓有成效的研究,但是在多线程如何相互配合着使用资源方面所做甚少,对于线程间的“互补性”缺乏有意识的挖掘,因此依然存在着资源利用效率不高、线程协同调度选择不合适等问题,同时很难做到更深度地开发和利用多线程的性能潜力。针对上述问题,本文采用理论分析与大量实验相结合的方法,从线程对资源的实际需求出发对线程间的互补性进行深入研究。具体内容如下:首先,针对以往研究只关注特定流水段或特定资源而忽视资源配置对性能影响的现象,本文以取指队列(Instruction Fetch Queue,IFQ)为例对存储类资源的配置进行研究,揭示资源的不恰当配置会对处理器整体性能造成负面影响,并分析了多种资源间的关联性及性能受影响的深层原因。在获取线程对资源的需求的过程中,本文首先提取了不同程序中较为典型的程序段,然后以重命名寄存器文件(Rename Register File, RRF)为例进行不... 

【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 CMT 体系结构概述
        1.2.1 同时多线程
        1.2.2 单芯片多处理器
        1.2.3 SMT 和CMP 的比较
    1.3 CMT 处理器的资源利用问题
        1.3.1 国内外研究现状
        1.3.2 局限性分析
    1.4 论文主要工作
    1.5 论文结构安排
第2章 资源配置对单个线程性能的影响
    2.1 相关的研究及其局限性分析
        2.1.1 流水线的相关研究
        2.1.2 存在的局限性
    2.2 模拟实验及结果分析
        2.2.1 实验环境与设置
        2.2.2 实验结果与分析
    2.3 小结
第3章 线程对资源的依赖特征的研究
    3.1 线程段切片的运行特征
    3.2 线程对重命名寄存器文件的依赖特征曲线
        3.2.1 依赖特征曲线的提出
        3.2.2 依赖特征曲线的拟合
    3.3 线程对资源的最大需求
    3.4 小结
第4章 理想的性能/公平性最大化资源分配策略
    4.1 现有的资源分配策略分析
    4.2 一种理想的性能最大化资源分配策略（MP）
        4.2.1 对于“理想”的解释
        4.2.2 MP 策略基本思想
    4.2 一种理想的公平性最大化资源分配策略（MF）
    4.3 运行方式和实现代价分析
    4.4 模拟实验与结果分析
        4.4.1 实验环境与设置
        4.4.2 实验结果与分析
    4.5 小结
第5章 多线程资源利用互补性的评价
    5.1 不同资源分配策略中资源的实际分配情况
    5.2 资源利用互补性概念及评测方法
        5.2.1 互补性的概念
        5.2.2 互补性的评测方法
    5.3 不同资源分配策略下不同线程组合的互补性分析
    5.4 小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文与参加的科研工作


【参考文献】：
期刊论文
[1]龙芯2号处理器的同时多线程设计[J]. 李祖松,许先超,胡伟武,唐志敏.  计算机学报. 2009(11)
[2]基于线程感知寄存器重命名的SMT处理器资源分配[J]. 杨华,崔刚,刘宏伟,杨孝宗.  计算机学报. 2008(05)
[3]公平运行同时多线程处理器中的线程[J]. 孙彩霞,张民选.  电子学报. 2008(02)
[4]使用取指策略控制同时多线程处理器中个体线程的性能[J]. 孙彩霞,张民选.  计算机学报. 2008(02)
[5]CMT模拟器的设计与实现[J]. 杨华,崔刚,吴智博,刘宏伟.  计算机工程. 2007(19)
[6]两级分配多可用重命名寄存器[J]. 杨华,崔刚,刘宏伟,杨孝宗.  计算机学报. 2006(10)
[7]基于多个取指优先级的同时多线程处理器取指策略[J]. 孙彩霞,张民选.  电子学报. 2006(05)

博士论文
[1]多核处理器的访存模拟与优化技术研究[D]. 高翔.中国科学技术大学 2007
[2]片上多线程体系结构资源分配策略的研究[D]. 杨华.哈尔滨工业大学 2006
[3]单芯片多处理器关键技术的研究与实现[D]. 鲁建壮.国防科学技术大学 2005
[4]线程级并行的硬件技术研究[D]. 朱霞.西北工业大学 2003



本文编号：2910791